Melawan Penyakit dengan Molekul Kecil

Dalam beberapa dekade terakhir, para peneliti telah mengeksplorasi potensi terapi gen untuk mengobati berbagai penyakit yang sulit diobati. Salah satu terobosan signifikan dalam bidang kesehatan adalah penggunaan siRNA (small interfering RNA). Bagi yang belum tahu, siRNA adalah molekul RNA kecil yang dapat menghambat ekspresi gen spesifik dalam sel. Artikel ini akan membahas secara singkat konsep siRNA, metode pembuatannya, dan bagaimana siRNA dapat digunakan dalam terapi gen. Artikel ini juga akan menguraikan beberapa contoh penggunaan siRNA dalam penelitian dan pengembangan terapeutik yang tentunya bermanfaat bagi kehidupan manusia.

Terapi gen merupakan bidang yang menggugah minat peneliti dan ilmuwan medis karena potensinya dalam mengobati penyakit yang sulit diobati, seperti kanker, penyakit genetik, dan penyakit neurodegeneratif. Pada dasarnya, terapi gen bertujuan untuk mengatur atau mengganti ekspresi gen yang tidak normal dengan menggunakan berbagai alat, termasuk siRNA. siRNA pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Andrew Fire dan Craig Mello pada tahun 1998. Penemuan ini memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 2006. SiRNA ini dapat berinteraksi dengan mRNA yang terkait gen yang membawa gen penyakit tersebut. SiRNA menawarkan pendekatan yang inovatif dan efektif untuk menghambat ekspresi gen spesifik dengan cara menghancurkan mRNA yang terkait dengan gen pembawa penyakit. Penggunaan RNAi dan siRNA terinspirasi dari sistem pertahanan tubuh dari virus. Molekul tersebut dapat memainkan peran penting dalam sistem kekebalan antiviral pada setiap organisme (baik bakteri, tumbuhan, hewan, dan termasuk manusia). Mereka secara normal diproduksi oleh tubuh untuk mengidentifikasi dan memecah RNA virus yang menginfeksi selnya, membantu mencegah replikasi dan penyebaran virus. Secara sintesis atau secara buatan, SiRNA ini didapat dengan cara dibuat secara sintetis dan melalui beberapa tahap sebelum dapat digunakan.

Untuk mendapatkan siRNA, para ilmuwan harus melewati tahapan yang cukup rumit. Apabila dijelaskan secara sederhana, molekul kecil tersebut dibuat melalui sintesis kimia atau melalui ekspresi dalam sel menggunakan vektor RNAi. Metode sintesis kimia melibatkan langkah-langkah untuk merancang, mensintesis, dan memurnikan siRNA sintetis. Di sisi lain, metode ekspresi dalam sel melibatkan pengenalan DNA yang mengkodekan siRNA ke dalam sel dan memungkinkan sel untuk memproduksinya sendiri. Kedua metode ini memiliki kelebihan dan kelemahan masing-masing, dan pemilihan metode tergantung pada kebutuhan eksperimental.

Small interfering RNA atau siRNA dapat berinteraksi dan menjalankan sebuah mekanisme setelah diintroduksi ke sel target (gen pembawa penyakit yang ditarget). Nantinya siRNA akan berinteraksi dengan kompleks protein yang dikenal sebagai RNA-induced silencing complex (RISC) (Gambar 1). RISC tersebut dapat mengenali dan berikatan dengan mRNA yang memiliki urutan yang komplementer dengan siRNA. Kompleks siRNA dengan mRNA ini menyebabkan degradasi mRNA oleh enzim RNAse, menghentikan produksi protein dari gen target (silencing/membungkam). Proses membungkam mRNA ini secara efisien dapat menghambat ekspresi gen yang tidak diinginkan, misalkan silencing untuk menghambat pertumbuhan sel kanker payudara. Silencing pada mRNA target tersebut dapat membungkamnya sehingga ekspresi gen penyebab pertumbuhan sel kanker payudara, misalkan (TP53) dapat dihentikan (Gambar 1). Apabila gen tersebut diberhentikan atau tidak diekspresikan maka pertumbuhan sel kanker dapat dihambat.

Penggunaan siRNA dalam terapi gen telah menunjukkan potensi besar dalam pengobatan berbagai penyakit. Contohnya adalah penggunaan siRNA untuk menghambat ekspresi gen onkogen tertentu yang ada dalam sel kanker. Dengan menghentikan produksi protein yang dihasilkan oleh gen onkogen, siRNA dapat membantu memperlambat pertumbuhan tumor dan meningkatkan respons terhadap terapi kanker konvensional. Selain itu, siRNA juga membuka peluang untuk digunakan dalam pengobatan penyakit genetik dengan menargetkan gen yang mengalami mutasi yang dapat menyebabkan penyakit. 

Namun, setiap usaha manusia pasti selalu ada tantangannya. Meskipun siRNA menunjukkan potensi besar sebagai terapi gen, ada beberapa tantangan yang perlu diatasi. Salah satunya adalah efisiensi pengiriman siRNA ke sel target. Metode pengiriman yang efektif dan aman sangat penting untuk keberhasilan terapi gen menggunakan siRNA. Keamanan siRNA juga perlu diperiksa secara menyeluruh melalui uji klinis sebelum penggunaan yang luas. siRNA harus dirancang dengan hati-hati untuk menghindari pengaruh pada gen yang tidak diinginkan. Selektivitas dalam merujuk gen target menjadi aspek penting yang perlu diperhatikan agar pengaruh pada gen yang tidak di non-target yang tidak diinginkan dapat dihindari. Setelah siRNA diantarkan ke sel target, monitoring pengiriman dan distribusi siRNA di dalam tubuh menjadi tantangan lainnya. Pengembangan metode deteksi dan pemantauan yang sensitif dan spesifik untuk mengikuti pergerakan dan efek siRNA dalam tubuh menjadi penting. Efek samping dan toksisitas potensial adalah masalah yang harus diatasi dalam penggunaan siRNA sebagai terapi. Pengenalan siRNA eksogen ke dalam tubuh dapat memicu respons imun yang tidak diinginkan atau mengganggu regulasi genetik normal. Selain itu agar aplikasinya tepat guna, pemilihan target gen yang tepat dan keamanan jangka panjang siRNA juga menjadi perhatian. 

Terlepas dari beberapa tantangan, prospek penggunaan siRNA dalam terapi gen sangat menjanjikan. Dengan lebih banyak penelitian dan pengembangan, siRNA bisa saja dapat menjadi alat yang kuat dalam melawan penyakit yang sulit diobati dan meningkatkan kualitas hidup dan membawa harapan baru bagi pasien. siRNA adalah alat penting dalam terapi gen yang dapat menghambat ekspresi gen spesifik dalam sel. Penggunaan siRNA dalam pengobatan penyakit melalui penargetan gen yang terlibat dalam penyakit tersebut menunjukkan suatu terobosan dengan potensi besar. Masa depan ada ditangan kita, dengan terus menerus melakukan penelitian dan inovasi, kita dapat mengoptimalkan penggunaan siRNA dan membuka jalan bagi terapi gen yang lebih efektif dan aman. Terapi gen ini khususnya dapat digunakan di Indonesia dan menjadi jalan alternatif tersendiri bagi masyarakat. Penggunaan siRNA ini tampaknya cukup luas karena tidak hanya dalam bidang kesehatan pada manusia, tetapi juga dapat digunakan pada tumbuhan yang berpotensi untuk meningkatkan ketahanan terhadap virus. Teknologi RNAi telah digunakan dalam pengembangan tanaman transgenik yang tahan terhadap serangan hama atau penyakit yang dapat mendongkrak tingkat perekonomian.

Penulis:

• Dr. Hj. Diah Kusumawaty, M.Si.

• Ghaida Nurin Athifah

• William Junino Saputro

Referensi 

Charbe, N. B., Amnerkar, N. D., Ramesh, B., Tambuwala, M. M., Bakshi, H. A., Aljabali, A. A.,& Zacconi, F. C. (2020). Small interfering RNA for cancer treatment: overcoming hurdles in delivery. Acta Pharmaceutica Sinica B, 10(11), 2075-2109.

Dykxhoorn, D. M., & Lieberman, J. (2006). The silent revolution: RNA interference as basic biology, research tool, and therapeutic. Annual review of medicine, 57, 415-426.

Guo, P., Coban, O., & Snead, N. M. (2013). Treating cancer stem cells and cancer metastasis using RNAi (RNA interference). Theranostics, 3(3), 332-356.

Hu, B., Zhong, L., Weng, Y., Peng, L., Huang, Y., Zhao, Y., & Liang, X. J. (2020). Therapeutic siRNA: state of the art. Signal transduction and targeted therapy, 5(1), 101.

Wu, S. Y., & Lopez-Berestein, G. (2017). The development of RNAi-based therapeutics for cancer treatment. Methods in Molecular Biology, 1633, 245-263.